Mladý Niccolò se učil houslové hře již od útlého mládí, zejména pod vedením svého otce Antonia Paganiniho. Byl na něj velice přísný: Niccolò musel denně cvičit až sedm hodin, když si občas jeho otec myslel, že necvičí dost pilně, přikročil k fyzickým trestům nebo mu ten den nedal najíst. Když bylo Niccolovi pět let, začal se ještě učit hrát na kytaru, od devíti let pravidelně koncertoval.
V roce 1801 odcestoval na hudební festival do toskánské Luccy, kde měl veliké úspěchy. Po skončení festivalu se rozhodl, že nepojede zpátky do Janova, ale že zde zůstane. Přestože dostával vysoké honoráře za svá vystoupení, kvůli hraní hazardních her se velice zadlužil; přesto ale část peněz posílal svým rodičům do Janova. Prohrál dokonce i své housle, z čehož se ale poučil a s hazardními hrami pak úplně přestal. Jeho přítel mu na koncert půjčil své housle od Bartolomeo Giuseppe Guarneriho (známého také jako del Gesù), po koncertě byl natolik okouzlen jeho hrou, že mu nástroj věnoval. Tyto housle („Cannone Guarnerius“) si Paganini velice oblíbil.
Na živobytí si vydělával četnými koncerty po celé Itálii. Jediné stálé zaměstnání měl mezi lety 1805 a 1809 u kněžny Elisy Baciocchi z Luccy, sestry Napoleona Bonaparte. Od roku 1828 začal koncertovat i mimo Itálii, navštívil mimo jiné Německo, Francii, Polsko, České země, Anglii a Skotsko.
Díky četným koncertům se stal velice zámožným a měl cennou sbírku houslí od věhlasných houslových mistrů – vlastnil mimo jiné housle od Antonia Stradivariho, Niccoly Amati nebo Giuseppe Guarneriho del Gesù.
Paganini zemřel v roce 1840 v Nice v průběhu ozdravného pobytu.
O Paganinim se traduje mnoho historek, dnes ale nelze zjistit, jestli stojí na skutečných základech. Na jednom koncertě prý hrál tak vášnivě, že přetrhl tři ze čtyř strun, přesto dokázal koncert dohrát na nejnižší struně G. Podle další varianty tohoto příběhu mu je někdo před koncertem úmyslně nařízl.
Paganini koncertoval s úchvatnou bravurou, s lehkostí zvládal i extrémně rychlá tempa a používal v té době ne zcela obvyklé techniky (např. hra výhradně na struně G, použití skordatury, kombinace pizzicata levou ruko a hraní smyčcem,...).
Paganini také zkomponoval mnoho hudebních skladeb, jeho 24 capricií je tak obtížných, že houslisté je dokázali zahrát až 50 let po jeho smrti.